Subtalar ledmorfologi og foddeformitet ved cerebral parese

Cerebral parese (CP) er en almindelig årsag til handicap i barndommen med en forekomst på 2,11 pr. 1000 levendefødte. Børn med CP udvikler ofte problemer med deres fødder under væksten, med en rapporteret prævalens af foddeformitet på 86 % i en gruppe på 66 børn med diplegi. Deformiteter kan forekomme i ankelleddet, subtalarleddet (leddet under anklen) og/eller selve foden. Det europæiske SPARCLE-studie rapporterede, at 54 % af børn med CP oplevede smerter i den foregående uge, hvilket var forbundet med en dårligere livskvalitet. Dette steg til 75 % i en efterfølgende undersøgelse af unge. Det mest almindelige sted for børn at opleve smerter er i fødderne, især for de mere mobile børn.

Klinisk erfaring er, at deforme fødder er udfordrende at håndtere med skinner. Biomekaniske forandringer i ankel og fod påvirker hele benet, og der følger ofte en pludselig forringelse af gangarten, for eksempel udvikling af et krøbet gangmønster.

Der foreslås flere mekanismer til udvikling af foddeformitet, herunder lægmuskelstramhed, muskelubalance, knoglesubluksation og kollaps af den langsgående bue. Det er svært at adskille årsag og virkning, da fænomener opstår samtidigt.

Tidligere har forskerholdet undersøgt fodens morfologi i detaljer ved hjælp af billeddannelsesteknikker og ganganalyse. Til dato har ingen udført lignende undersøgelser, der ser på subtalarleddet ved cerebral parese, og orienteringen af ​​aksen i denne tilstand er i øjeblikket ukendt.

Deltagere i denne forskning (typisk udviklende børn og børn med cerebral parese) behøver kun at deltage ved en enkelt lejlighed. De vil tilbringe omkring en halv dag på hospitalet, med målinger på to afdelinger:

MR-scanninger: Børnene får taget MR-scanninger af det ene ben. Dette vil blive gjort to gange, først med lemmen ubelastet og derefter med en belastning på foden. Barnet vil have uigennemsigtige MRI-markører knyttet til knoglemærker på huden, før scanningerne tages.

Ganganalyse: Børnene deltager i ganglaboratoriet. Her vil de blive bedt om at bære shorts og en T-shirt eller crop top. En simpel ortopædisk undersøgelse vil blive udført for at måle deres ben og led. De vil derefter have retroreflektive markører og elektromyografi (EMG) sensorer knyttet til deres ben, og de vil blive bedt om at gå op og ned i laboratoriet, mens deres gangmønster registreres. Optagelsen vil omfatte videobilleder, 3D-sporing af markørpositionerne og muskelsignaler fra EMG.

Ved afslutningen af ​​dataindsamlingen vil de være fri til at forlade, og deres deltagelse i undersøgelsen afsluttes.

MR-scanninger vil blive segmenteret ved hjælp af Mimics (Materialise, Belgien) software for at opnå knoglegeometrier. Som vist i tidligere undersøgelser tillader ubelastede MRI-scanninger højkvalitetsrekonstruktion af fodknoglegeometrier, velegnet til generering af multi-segmentelle modeller af foden og skinnebenet i voksne og pædiatriske populationer. Emnespecifikke ankel- og fodmuskuloskeletale modeller vil blive produceret ud fra den rekonstruerede patients knoglegeometrier, inklusive personlige muskeltilhæftninger, afledt af MR-scanningerne og emnespecifikke tibiotalar og subtalare ledakser, identificeret ved at tilpasse passende analytiske former (sfærer og cylindre) til de ledflader.

De individuelle dynamiske modeller vil blive valideret ved at sammenligne deres konfiguration i gangfasen med de belastede MR-scanninger. Eksterne ledmomenter på grund af virkningen af ​​jordreaktionskraft vil blive beregnet ved hjælp af en omvendt dynamikanalyse implementeret i OpenSim, mens lægmusklernes bidrag til de indre ledmomenter vil blive estimeret ved at beregne musklernes momentarme i forhold til fodleddet akser.

Denne undersøgelse vil producere de første pilotdata for statisk og dynamisk subtalar morfologi hos børn med cerebral parese. Forskerholdet håber at identificere potentielle mekanismer for deformitet, som kan bruges til at kategorisere fødder og informere behandling, før de udformer et fremtidigt interventionelt klinisk forsøg.